本文關鍵詞：氧化鎢薄膜的氣敏及光催化性質研究

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【摘要】：三氧化鎢及其水合物有著典型的n型過渡金屬半導體氧化物的性質,屬于d0型金屬氧化物,在氣體傳感和光解水制氫領域一直被作為熱點研究材料之一。水熱法制備三氧化鎢及其水合物有著經濟環(huán)保的優(yōu)勢,是較為常用的制備方法。本論文主要研究了以水熱法合成三氧化鎢及其水合物,并利用XRD、SEM、TEM等手段,測試了它們的物相,形貌等結構信息,進一步研究了其室溫下對二氧化氮氣體的氣敏性質和可見光光解水制氫的性能。具體研究內容如下:1.單水合三氧化鎢微米片的制備及其氣敏性質研究。在不使用形貌控制劑的情況下,以硝酸為無機酸源,以鎢酸鈉為鎢源,控制反應物濃度,通過二次水熱法在90℃下反應10小時,可以直接在玻璃襯底上制備出由單水合三氧化鎢微米片構成的薄膜。XRD、TEM和SEM等測試結果表明,該單水合三氧化鎢微米片為正交晶系的單晶片,微觀形貌為十面體,其中兩個底面呈正方形,另外八個側面彼此相似,呈梯形。氣敏性質研究結果表明,在室溫條件下該微米片對二氧化氮氣體具有良好的氣敏響應能力,探測限為20 ppm,且重復性很好。2.片狀三氧化鎢在FTO襯底上的沉積及其可見光光解水制氫研究。以無機酸為酸源,以鎢酸鈉為鎢源,使無機酸保持過量,通過水熱法即可在FTO襯底上制得三氧化鎢前驅體。實驗從制備方法、無機酸種類、光解水時電解質種類等方面,對材料的制備及其光解水制氫的影響進行了探討。研究表明,電解質溶液的堿性越高,三氧化鎢的光解水制氫能力越強。當無機酸源為硝酸時,所制得的三氧化鎢薄膜,其微觀形貌呈花簇狀,由短而窄的片狀結構組成。此形貌的三氧化鎢經光腐蝕后可得孔狀結構,該結構可使材料的光解水制氫性能顯著增強。究其原因,這種多孔結構提供了更多的催化活性位點。此三氧化鎢薄膜在以0.1 M的PBS溶液為電解質、在1.23 V(相對于RHE)的電位下,光電流密度達到0.7mA/cm2。對其量子效率進行研究表明,在入射光為340 nm,電位為1.2 V(相對于RHE),在pH=7.0的PBS電解溶液中,量子效率最高,達到20%。
【關鍵詞】：三氧化鎢 氣體傳感 光解水制氫 水熱法
【學位授予單位】：濟南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;TQ116.2
【目錄】：

• 術語及符號說明6-7
• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 三氧化鎢的性質10-15
• 1.1.1 化學性質10
• 1.1.2 晶體結構10-11
• 1.1.3 三氧化鎢氣體傳感性質11-13
• 1.1.4 三氧化鎢光催化性質13-15
• 1.2 三氧化鎢的應用15-18
• 1.2.1 在氣體傳感領域的應用15-17
• 1.2.2 在光解水制氫領域的應用17-18
• 1.2.3 在其他領域的應用18
• 1.3 三氧化鎢的制備方法18-19
• 1.3.1 水熱法18-19
• 1.3.2 其他方法19
• 1.4 水合三氧化鎢的研究現(xiàn)狀19-22
• 1.4.1 水合三氧化鎢的性質19-20
• 1.4.2 水合三氧化鎢的應用20-22
• 第二章 實驗部分22-24
• 2.1 主要實驗儀器22-23
• 2.2 主要試劑23
• 2.3 玻璃襯底及反應釜內襯的清洗23-24
• 第三章 單水合三氧化鎢的制備及其氣敏性質24-36
• 3.1 簡介24-26
• 3.2 材料制備及氣體傳感性質研究26-27
• 3.2.1 材料制備過程26
• 3.2.2 測試條件26-27
• 3.3 材料及性質分析27-35
• 3.3.1 晶體結構分析27-30
• 3.3.2 形貌的形成機理30-32
• 3.3.3 溫度對結晶水的影響32
• 3.3.4 對二氧化氮的響應與恢復32-35
• 3.4 本章小節(jié)35-36
• 第四章 多孔三氧化鎢的制備及其光解水性質36-46
• 4.1 簡介36-37
• 4.2 制備過程與測試裝置37-38
• 4.3 材料的表征測試38-41
• 4.4 光電流密度的測試41-43
• 4.5 光譜吸收曲線和量子效率43-44
• 4.6 本章小節(jié)44-46
• 第五章 影響三氧化鎢光解水性質的因素46-54
• 5.1 電解質溶液種類對光電流密度的影響46-47
• 5.2 空氣中熱處理溫度對光電流密度的影響47-49
• 5.3 熱處理時氧分壓對光電流密度的影響49-50
• 5.4 三氧化鎢在不同電解質中的穩(wěn)定性50-51
• 5.5 晶種法對材料的光電流密度的影響51-52
• 5.6 酸源的種類對光電流密度的影響52-53
• 5.7 本章總結53-54
• 第六章 結論與展望54-56
• 參考文獻56-60
• 致謝60-62
• 附錄62

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 明慧;;取代液晶的新材料——三氧化鎢[J];機械工程師;1986年04期

2 孟紅,云作敏,金麗;電感耦合等離子體發(fā)射光譜測定鎢礦石中三氧化鎢[J];湖南有色金屬;2004年06期

3 Г.П.基甘諾夫 ,楊雨濃;制取三氧化鎢的萃取工藝[J];稀有金屬與硬質合金;1988年04期

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本文編號：561318